精品解析：天津市南开中学2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

南开中学2024-2025学年度第二学期质量监测（二） 高一物理试卷 考试时间：60分钟 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸与作文纸一并交回。 Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（共25分，每题5分） 1. 有两颗行星环绕某恒星运动，它们的运动周期比为27:1，则它们的轨道半径比为 A. 3：1 B. 27:1 C. 9：1 D. 1：9 2. 一质量为1.0kg的物体，在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为1.5m，若其线速度大小为3.0m/s，则它需要的向心力大小为（　　） A. 3.0N B. 4.0N C. 6.0N D. 9.0N 3. 船的质量为M，人的质量为m，刚开始人站在静止的船上，当人以的速度开始行走时，以人行走的方向为正方向，不计一切阻力，船的速度为（ ） A. B. C. D. 4. 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则 A. 时刻小球动能最大 B. 时刻小球动能最大 C. ~这段时间内，小球的动能先增加后减少 D. ~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 5. 如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是（　　） A. 拉力对轮胎不做功 B. 重力对轮胎做了正功 C. 摩擦力对轮胎做了负功 D. 支持力对轮胎做了正功 二、多项选择题（共15分，每题5分，漏选3分） 6. 两个小球A，B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是，，A的速度（设为正），B的速度，则它们发生正碰后，其A、B两球速度可能分别为（　　） A. 均为 B. 和 C. 和 D. 和 7. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，则物体（　　） A. 重力做的功为mgh B. 所受阻力做的功为 C 重力势能减少了mgh D. 所受所受合力做功 8. 一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受车引力F随时间t变化的关系如图所示，时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，后可视为匀速行驶。若汽车的质量为，阻力大小恒定，则以下说法正确的是（ ） A. 汽车的最大功率为 B. 汽车匀加速行驶阶段的加速度大小为 C. 汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动 D. 骑车从静止开始运动15s内的位移是150m Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（共12分，每题6分） 9. 某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，进行了如下的操作： A取下纸带，挑选点迹清晰纸带，记下起始点，在距离点较远处选择连续几个计数点（或计时点） B．用天平称出重物和夹子的质量 C．计算出和，看两者是否相等 D．固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器 E．先接通电源，后松开纸带，开始打点，并如此重复多次，以得到几条打点纸带 F．测出各点到点距离，即得到重物下落的高度，并计算出各点的速度值 在以上的操作中不必要的是_____________；然后将必要的操作进行正确排序：____________。 10. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 (1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量_______（填选项前的符号）间接地解决这个问题。 A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 (2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。（小球质量关系满足）接下来要完成的必要步骤是___________。（填选项前的符号） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放时的高度h C．测量抛出点距地面高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________[用(2)中测量的量表示]。 四、计算题（共48分） 11. 质量为0.15kg的小球从距地面为1m高处以3m/s的速度水平抛出，由于空气阻力作用，落地前瞬间其速度变为竖直向下的5m/s，然后小球与地面发生碰撞，碰撞后速度变为竖直向上的4m/s，小球与地面碰撞的时间为0.1s。重力加速度g取，求： （1）小球从抛出到落地前瞬间空气阻力做的功； （2）小球与地面碰撞时，对地面的平均撞击力。 12. 如图所示，质量为的物块A从半径为的四分之一圆形轨道的最高点C由静止滑下，滑至水平轨道上时，与静止在水平轨道上E点的质量为的物块B发生碰撞，并粘在一起。两物块粘在一起后，又共同沿水平轨道滑行后停下来。已知轨道CDE部分是光滑的，E点后的部分是不光滑的，D点是圆弧轨道的最低点。两物块均可被视为质点，重力加速度g取，不计空气阻力。求： （1）物块A滑至圆弧最低点D时对圆弧的压力； （2）两物块刚粘在一起时的共同速度大小； （3）物块与轨道E点后的部分间的动摩擦因数。 13. 静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为 ，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为。重力加速度取。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 （1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小； （2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？ （3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南开中学2024-2025学年度第二学期质量监测（二） 高一物理试卷 考试时间：60分钟 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸与作文纸一并交回。 Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（共25分，每题5分） 1. 有两颗行星环绕某恒星运动，它们的运动周期比为27:1，则它们的轨道半径比为 A 3：1 B. 27:1 C. 9：1 D. 1：9 【答案】C 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律，则有，解得，故选项C正确，A、B、D错误． 2. 一质量为1.0kg物体，在水平面内做匀速圆周运动，圆周的半径为1.5m，若其线速度大小为3.0m/s，则它需要的向心力大小为（　　） A. 3.0N B. 4.0N C. 6.0N D. 9.0N 【答案】C 【解析】 【详解】根据圆周运动向心力公式 代入数据解得需要的向心力大小为 故ABD错误C正确。 故选C。 3. 船的质量为M，人的质量为m，刚开始人站在静止的船上，当人以的速度开始行走时，以人行走的方向为正方向，不计一切阻力，船的速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】船和人组成的系统水平方向外力为零，水平方向动量守恒，有 解得 故ABC错误，D正确。 故选D 4. 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则 A. 时刻小球动能最大 B. 时刻小球动能最大 C. ~这段时间内，小球的动能先增加后减少 D. ~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 【答案】C 【解析】 【详解】小球在接触弹簧之前做自由落体．碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能．上升过程恰好与下降过程互逆．由乙图可知时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内，重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大，A错误；时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小，B错误；时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，C正确D错误． 5. 如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100m，那么下列说法正确的是（　　） A. 拉力对轮胎不做功 B. 重力对轮胎做了正功 C. 摩擦力对轮胎做了负功 D. 支持力对轮胎做了正功 【答案】C 【解析】 【详解】A．拉力与位移方向的夹角是锐角，所以轮胎受到的拉力对轮胎做正功，故A错误； B．轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误； C．轮胎受到地面的摩擦力方向与位移方向相反，两者夹角为180°，则轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做负功，故C正确； D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移沿水平方向，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（共15分，每题5分，漏选3分） 6. 两个小球A，B在光滑的水平地面上相向运动，已知它们的质量分别是，，A的速度（设为正），B的速度，则它们发生正碰后，其A、B两球速度可能分别为（　　） A. 均为 B. 和 C. 和 D. 和 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】由动量守恒，可验证四个选项都满足要求，再看动能情况，有 由于碰撞过程动能不可能增加，所以应有，故B错误；由于小球A、B沿同一直线相向运动，发生碰撞后不可能都保持原来的速度方向，故C错误。 故选AD。 7. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，则物体（　　） A. 重力做的功为mgh B. 所受阻力做的功为 C. 重力势能减少了mgh D. 所受所受合力做的功 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．因物体的加速度为，由牛顿第二定律可知 mg－Ff＝ma 解得空气阻力 重力做功 WG＝mgh 阻力做功 选项A正确，B错误； C．重力做功与重力势能变化的关系 WG＝-ΔEp 重力做正功，故重力势能减小mgh，选项C错误； D．所受所受合力做的功 选项D正确。 故选AD。 8. 一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受车引力F随时间t变化的关系如图所示，时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，后可视为匀速行驶。若汽车的质量为，阻力大小恒定，则以下说法正确的是（ ） A. 汽车的最大功率为 B. 汽车匀加速行驶阶段的加速度大小为 C. 汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动 D. 骑车从静止开始运动15s内的位移是150m 【答案】ABD 【解析】 【详解】C．由图可知，汽车在前5s内受到的牵引力不变，所以做匀加速直线运动；5s～15s内受到的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，汽车做匀速直线运动，故C错误； B．汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力 前5s内汽车的牵引力 由牛顿第二定律有 解得匀加速阶段的加速度大小 故B正确； A．5s末汽车的速度 在5s末汽车的功率达到最大值，所以汽车的最大功率 故A正确； D．汽车在前5s内的位移大小为 汽车的最大速度为 设汽车在5s～15s内的位移为，根据动能定理可得 解得 所以汽车的总位移 故D正确。 故选ABD。 Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（共12分，每题6分） 9. 某实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验时，进行了如下的操作： A取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点，在距离点较远处选择连续几个计数点（或计时点） B．用天平称出重物和夹子的质量 C．计算出和，看两者是否相等 D．固定好打点计时器，将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物尽量靠近打点计时器 E．先接通电源，后松开纸带，开始打点，并如此重复多次，以得到几条打点纸带 F．测出各点到点的距离，即得到重物下落的高度，并计算出各点的速度值 在以上的操作中不必要的是_____________；然后将必要的操作进行正确排序：____________。 【答案】 ①. B ②. DEAFC 【解析】 【详解】[1]验证机械能守恒，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，不需要测量重物和夹子的质量，故步骤B是不必要的； [2]根据实验原理以及操作分析可知，正确的操作顺序为DEAFC； 10. 如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。 (1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量_______（填选项前的符号）间接地解决这个问题。 A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 (2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。（小球质量关系满足）接下来要完成的必要步骤是___________。（填选项前的符号） A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放时的高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程OM、ON (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________[用(2)中测量的量表示]。 【答案】 ①. C ②. ADE ③. 【解析】 【详解】(1)[1]验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以由落地高度不变情况下的水平射程来体现速度。故选C。 (2)[2]实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球从斜轨上S位置静止释放，与小球相碰，并多次重复。测量平均落地点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必需的，而且D要在E之前。至于用天平测量质量，先后均可以。故选ADE。 (3)[3]根据动量守恒定律得 又 代入得 四、计算题（共48分） 11. 质量为0.15kg的小球从距地面为1m高处以3m/s的速度水平抛出，由于空气阻力作用，落地前瞬间其速度变为竖直向下的5m/s，然后小球与地面发生碰撞，碰撞后速度变为竖直向上的4m/s，小球与地面碰撞的时间为0.1s。重力加速度g取，求： （1）小球从抛出到落地前瞬间空气阻力做的功； （2）小球与地面碰撞时，对地面的平均撞击力。 【答案】（1）-0.3J （2）15N，方向向下 【解析】 【小问1详解】 小球从开始抛出到落地前的瞬间由动能定理 解得Wf=-0.3J 【小问2详解】 取向上为正方向，则由动量定理 解得F=15N 根据牛顿第三定律可知，小球与地面碰撞时对地面的平均撞击力为15N，方向向下。 12. 如图所示，质量为的物块A从半径为的四分之一圆形轨道的最高点C由静止滑下，滑至水平轨道上时，与静止在水平轨道上E点的质量为的物块B发生碰撞，并粘在一起。两物块粘在一起后，又共同沿水平轨道滑行后停下来。已知轨道CDE部分是光滑的，E点后的部分是不光滑的，D点是圆弧轨道的最低点。两物块均可被视为质点，重力加速度g取，不计空气阻力。求： （1）物块A滑至圆弧最低点D时对圆弧的压力； （2）两物块刚粘在一起时的共同速度大小； （3）物块与轨道E点后的部分间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） （3）01 【解析】 【小问1详解】 从C到D由机械能守恒可知 在D点时由牛顿第二定律 解得FN=6N 根据牛顿第三定律可知物块A滑至圆弧最低点D时对圆弧的压力为6N。 【小问2详解】 AB碰撞过程由动量守恒 解得v=2m/s 【小问3详解】 对AB整体由动能定理 解得μ=0.1 13. 静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为 ，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为。重力加速度取。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。 （1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小； （2）物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？ （3）A和B都停止后，A与B之间的距离是多少？ 【答案】（1）4.0m/s， 1.0m/s；（2）B先停止； 0.50m；（3）0.91m 【解析】 【详解】（1）设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB，以向右为正，由动量守恒定律和题给条件有 解得 vA=4.0m/s，vB=1.0m/s （2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，二者运动的过程中，若A一直向右运动，一直到停止，则对A由动量定理可得 则 B一直向左运动，则 解得 可知B先停止运动，该过程中B的位移 解得 从二者分开到B停止，A若一直向右运动，由动量定理可得 B停止时A的速度 解得 对A由动能定理可得 则位移 这表明在时间t2内A已与墙壁发生碰撞，但没有与B发生碰撞，此时A位于出发点右边距离为 B位于出发点左边0.25 m处，两物块之间的距离s为 （3）t2时刻后A将继续向左运动，假设它能与静止的B碰撞，碰撞时速度的大小为，由动能定理有 解得 故A与B将发生碰撞．设碰撞后A、B的速度分别为′以和，由动量守恒定律与机械能守恒定律有 ， 解得 ， 这表明碰撞后A将向右运动，B继续向左运动。设碰撞后A向右运动距离为′时停止，B向左运动距离为时停止，由运动学公式 ， 解得 ， 小于碰撞处到墙壁的距离。由上式可得两物块停止后的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$